Моделювання сенсора вібрацій на основі біморфної структури
| Автори | М.Д. Малинкович1, І.В. Кубасов1, А.М. Кислюк1, А.В. Турутін1, А.С. Биков1, Д.А. Кисельов1, А.А. Теміров1, Р.Н. Жуков1, Н.А. Соболєв1,2, B.M.S. Teixeira2, Ю.Н. Пархоменко1 |
| Приналежність | 1Кафедра матеріалознавства напівпровідників і діелектриків, Національний дослідницький університет «МІСіС», 119049 Москва, Росія 2, Університет Авейру, 3810-193 Авейру, Португалія |
| Е-mail | malinkovich@yandex.ru |
| Випуск | Том 4, Рік 2012, Номер 3 |
| Дати | |
| Посилання | М.Д. Малинкович, І.В. Кубасов, А.М. Кислюк, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 4 № 3, 03001 (2012) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.11(2).02033 |
| PACS Number(s) | 77.65.− j, 02.30.Hq |
| Ключові слова | Біморф (2) , Бідоменний кристал (2) , Сенсор вібрації (2) , Збір скидної енергії (2) , Моделювання (75) . |
| Анотація | 8999У дослідженні розроблена математична модель, що описує амплітудно-частотний відгук сенсора або пристрою збору скидної енергії, виготовленого з сегнетоелектричної бідоменної монокристалічної пластини, по відношенню до величини вібраційного збудження. Математична модель дозволяє прогнозувати залежність напруги на електродах від частоти і амплітуди вібраційного збудження, а також резонансної частоти сенсора, що представляє собою прямокутну пластину, в загальному випадку з сейсмічної масою на вільному кінці, який встановлюється на вібраційному столику, параметри коливань якого задаються. Складено відповідне диференційне рівняння, що описує шукані залежності, і отримано його аналітичне рішення. Для перевірки запропонованої моделі був створений монокристалічний біморф за допомогою відпалу підкладки з ніобату літію (LiNbO3) на повітрі для оберненої дифузії літію і формування бідоменної структури, що представляє собою два зустрічно поляризованих домени в одній пластині (так звана структура «голова-до-голови»). Такий кристал аналогічний біморфу, проте на відміну від нього не містить будь-яких міжфазних меж, за винятком міждоменної. Таким чином, виготовлений біморф являє собою не поширену збірну конструкцію, що складається найчастіше з металевої підкладки, до якої прикріплені п'єзоелектричні пластини, як правило, з п'єзокераміки, а однорідне безперервне середовище. Перевага такого біморфу полягає у тому, що, будучи виготовленим з сегнетоелектричного монокристала ніобату (або танталата) літію, сенсор або пристрій збору скидної енергії має великий коефіцієнт перетворення деформації згинання в електричну деформацію, а отже, високу чутливість, а також широкий температурний діапазон застосування та практично повну відсутність гістерезису і старіння. Проведено порівняння результатів моделювання з експериментальними даними, з якого випливає, що запропонована модель добре відповідає результатам експерименту. Показано, що сенсори коливань на бідоменних монокристалічних пластинах мають виключно високу чутливість. Запропонована модель дозволяє оцінювати і прогнозувати параметри сенсорів вібрації, акселерометрів і пристроїв збору скидної енергії на основі бідоменних сегнетоелектричних кристалів. |
|
Перелік посилань English version of article |
Інші статті цього номера
1) Chemical, Structural and Optical Properties of ē-Beam Evaporated Tungsten Diselenide Polycrystalline Thin Film [03001-1-03001-3]2) Sol-Gel Deposited Porogen Based Porous Low-k Thin Films for Interlayer Dielectric Application in ULSI Circuits [03002-1-03002-3]
3) Structure and Surface Analysis of SHI Irradiated Thin Films of Cadmium Telluride [03003-1-03003-4]
4) Absorption Coefficients of GaN / AlxGa1 – xN Core-Shell Spherical Quantum Dot [03004-1-03004-5]
5) Preparation and Characterization of CuO Nanoparticles by Novel Sol-Gel Technique [03005-1-03005-4]
6) Helium Induced Structural Disorder in Hydrogenated Nanocrystalline Silicon (nc-Si:H) Thin Films Prepared by HW-CVD Method [03006-1-03006-7]
7) Effect of Gate Length Scaling on Various Performance Parameters in DG-FinFETs: a Simulation Study [03007-1-03007-6]
8) Електрофізичні властивості та структура тонких плівок стеарату натрію (С17Н35СООNa) [03008-1-03008-5]
9) Дослідження режимів руху наночастинок в рамках стохастичної системи [03009-1-03009-6]
10) Моделювання дифузійної взаємодії в двофазних системах з використанням різних типів ефективних кінетичних коефіцієнтів [03010-1-03010-9]
11) Закономірності зародкового механізму конденсації аморфних плівок халькогенідних напівпровідників [03011-1-03011-7]
12) Час перемикання магнітного моменту в циркулярно-поляризованому полі [03012-1-03012-6]
13) Оствальдове визрівання виділень малих розмірів, розташованих на міжзеренній межі, ріст яких лімітується дифузією [03013-1-03013-9]
14) Вплив відпалу на оптичні властивості та дисперсію показника заломлення нанометрових плівок CdS [03014-1-03014-4]
15) Джерела кластерного пучка. Частина 1. Методи одержання кластерних пучків [03015-1-03015-13]
16) Вплив матеріалу підкладки на магніторезистивні та магніто-оптичні властивості плівкової системи Co/Fe [03016-1-03016-6]
17) Вплив інтеркалювання кобальтом на властивості шаруватих кристалів In2Se3 [03017-1-03017-4]
18) Моделювання процесів формування іонних пучків в зондах з розподіленими системами магнітних квадрупольних лінз [03018-1-03018-5]
19) Розрахунок густини іонного струму індуктивного високочастотного джерела іонів [03019-1-03019-5]
20) Тензорезистивні властивості тонкоплівкових систем на основі Ag і Co [03020-1-03020-4]
21) Міграція домішок в структурі графена [03021-1-03021-5]
22) Числовий метод проектування несингулярного плаща–килима невидимості довільної форми [03022-1-03022-5]
23) Декодування просторових розподілень джерел іонізуючого випромінювання в системах з кодованою апертурою [03023-1-03023-5]
24) Час релаксації в пучку частинок з анізотропним розподілом швидкостей [03024-1-03024-3]
25) Фотодетектори на основі поруватого кремнію [03025-1-03025-5]
26) Асиметричність щільності розподілу об'ємного неcкомпенсованого заряду на кордоні металургійного p-n переходу [03026-1-03026-4]
27) Розрахунок ансамблю точкових дефектів у монокристалах та плівках сульфіду цинку [03027-1-03027-6]
28) Вплив поздовжнього магнітного поля на динаміку хвиль у мультигармонічному супергетеродинному ЛВЕ доплертронного типу з гвинтовим електронним пучком [06030-1-06030-1]
